Alkohol ne utiče samo na neurone: Naučnici otkrili još jedan štetan efekat

Eksperimenti na miševima pokazali su da alkohol podstiče ove ćelije da razgrađuju vanćelijski matriks, strukturnu mrežu koja pruža potporu moždanim ćelijama i pomaže u održavanju stabilne komunikacije između neurona.

Poznato je da alkohol značajno utiče na rad mozga, a istraživanja pokazuju da čak i male količine mogu da ga oštete. Međutim, pitanje kako alkohol izaziva oštećenja na ćelijskom nivou i dalje je predmet naučnih istraživanja.

Nova studija otkrila je da alkohol ne deluje samo na neurone, već utiče i na imune ćelije mozga poznate kao mikroglija. Istraživači su utvrdili da izloženost alkoholu pokreće proces u kojem ove ćelije razgrađuju vanćelijski matriks, strukturnu mrežu molekula koja pruža potporu moždanim ćelijama.

„Godinama su se efekti alkohola na mozak uglavnom posmatrali kroz prizmu neurona, i to s dobrim razlogom: alkohol deluje direktno na receptore neurona“, kaže neuronaučnik Dimitrios Davalos iz klinike Klivlend, jedan od vodećih autora studije i dodaje: „Praćenjem mikroglije u realnom vremenu uspeli smo da vidimo da ove ćelije ne reaguju samo na oštećenja. One neposredno doprinose štetnim promenama koje alkohol izaziva u mozgu.“

Mikroglija menja oblik i aktivnost već sat vremena posle izlaganja alkoholu

Mikroglija je sastavni deo imunog sistema mozga. Ove specijalizovane ćelije neprekidno nadgledaju stanje moždanog tkiva, otkrivaju potencijalne pretnje, uklanjaju mrtve ćelije i oštećeno tkivo i učestvuju u uklanjanju suvišnih veza između neurona.

Da bi ispitali kako alkohol utiče na aktivnost mikroglije, istraživači su koristili model miševa izloženih velikim količinama alkohola. Model je osmišljen tako da oponaša efekte opijanja i konzumiranja velikih količina alkohola u kratkom periodu.

U eksperimentima su miševi dobijali etanol oralnim putem, odnosno na usta, ili su im davane ponovljene doze tokom uzastopnih dana. Istraživači su zatim pratili dejstvo alkohola na mikrogliju i neurone kod živih životinja, koristeći dvofotonsku mikroskopiju i druge tehnike snimanja.

Rezultati su pokazali da su se oblik i aktivnost mikroglije značajno promenili već približno sat vremena nakon davanja alkohola, pre nego što je nastupio vrhunac njegovog sedativnog dejstva.

Produžeci koji se šire iz tela ovih ćelija postali su malobrojniji i kraći, dok se smanjivala i površina koju su mogle da nadgledaju. Promene su bile izraženije nakon ponovljenog izlaganja alkoholu.

Istraživači su takođe primetili da mikroglija oštećuje vanćelijski matriks, mrežu strukturnih molekula koja podržava moždane ćelije i pomaže u održavanju stabilne komunikacije između neurona.

Kod miševa kojima je davan alkohol, mikroglija je počela da obuhvata i razgrađuje delove ove mreže, čime je narušavala njenu strukturu i slabila potporu moždanim ćelijama.

Prema tumačenju istraživača, taj proces dovodi do gubitka sinaptičkih veza, što doprinosi poremećajima u funkcionisanju neurona, a moguće je da učestvuje i u nastanku nekih sedativnih efekata alkohola.

Promenom aktivnosti mikroglije smanjena su oštećenja mozga

U posebnom eksperimentu istraživači su koristili genetski modifikovane miševe kod kojih su onemogućili delovanje proteina MiD88 u mikrogliji. Ovaj protein ima važnu ulogu u aktiviranju imunskih reakcija.

Kod životinja sa utišanim genom za MiD88, izlaganje alkoholu dovelo je do znatno manjeg oštećenja neurona, manje izraženih promena oblika i aktivnosti mikroglije i slabijeg sedativnog dejstva.

U odvojenim ispitivanjima, istraživači su kod ovih genetski modifikovanih miševa pomoću enzima razgradili vanćelijski matriks. Kada su životinje potom dobile alkohol, ponovo su se javili gubitak sinaptičkih veza, poremećaji motoričkih sposobnosti i sedativno dejstvo.

Prema istraživačima, ovaj rezultat ukazuje na to da narušavanje vanćelijskog matriksa nije samo posledica dejstva alkohola već i jedan od ključnih procesa koji neposredno doprinose nekim njegovim štetnim efektima na mozak.

Iako su glavni nalazi dobijeni u eksperimentima na miševima, istraživači su analizirali i moždano tkivo šest preminulih osoba koje su imale poremećaj upotrebe alkohola. U poređenju sa kontrolnim uzorcima, uočeni su znaci narušavanja vanćelijskog matriksa.

Ovaj nalaz ukazuje na mogućnost da se sličan oblik oštećenja mozga, podstaknut aktivnošću mikroglije, javlja i kod ljudi koji prekomerno konzumiraju alkohol. Ipak, rezultati analize malog broja ljudskih uzoraka sami po sebi ne mogu da potvrde da se isti mehanizam odvija na isti način kod ljudi kao kod miševa.

MiD88 kao moguća meta budućih terapija

Nalazi bi mogli da pomognu naučnicima da pronađu nove načine za sprečavanje ili ograničavanje oštećenja mozga povezanih sa alkoholom. Protein MiD88 predstavlja jednu od mogućih meta za buduća istraživanja, jer je njegovo onemogućavanje kod miševa bilo povezano sa smanjenim oštećenjima.

Istraživači smatraju da bi ovaj mehanizam mogao da bude važan i za razumevanje dejstva drugih supstanci, kao i nekih neuroloških oboljenja.

„Otkrili smo specifičan neuroimunski put koji alkohol aktivira, ali je moguće da i druge supstance mogu da pokrenu isti mehanizam. Moja laboratorija istražuje kako možemo da delujemo na mikrogliju ili zaštitimo vanćelijski matriks mozga kako bismo sprečili ili ograničili oštećenja mozga izazvana upotrebom psihoaktivnih supstanci, a možda i drugim neurološkim oboljenjima“, kaže Davalos.

Rezultati istraživanja objavljeni su u naučnom časopisu Immunity.